(57)【要約】【課題】対処療法的、消極的方法を脱却し、逆浸透膜という精緻な水処理の心臓部である逆浸透膜自体の性能を向上させ、寿命を延ばし、経済性を高めるという画期的な逆浸透膜の目詰まり防止装置及びその方法を提供する。【解決手段】逆浸透膜１、センターコア２、ベッセル３及び振動子４を備える。ベッセル３に、逆浸透膜１及びセンターコア２を収容し、ろ過対象となる原水が内部を流通可能とする。ベッセル３における原水導入側に、原水の入口となる原水流入接続口３１を有する蓋部３２を設ける。超音波を発信する振動子４を、蓋部３２に取り付ける。ベッセル３と逆浸透膜１への流入・流出側の蓋部３２を樹脂製とする。蓋部３２に取り付けられた振動子４の発信部分に対応する部分（発信対応部分３２ａ）を、ステンレス等の金属製とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、
前記逆浸透膜による分離ろ過処理前の原水流に対して、超音波の微弱振動を加える超音波発生手段を備えたことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止装置。
【請求項２】
逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、
前記逆浸透膜による分離ろ過を行っている処理工程の間、水処理機器に供給される原水に対し超音波処理を施す超音波発生手段を備えたことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止装置。
【請求項３】
逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、
前記逆浸透膜による分離ろ過を行った後の原水に対して、超音波処理を施す超音波発生手段を備えたことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止装置。
【請求項４】
逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、
前記逆浸透膜による水溶液の分離ろ過工程における分離ろ過前、分離ろ過中、分離ろ過後の少なくともいずれかの段階において、前記逆浸透膜自体に、直接的若しくは間接的に超音波処理を施す超音波発生手段を備えたことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止装置。
【請求項５】
逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、
前記逆浸透膜による水溶液の分離ろ過工程における分離ろ過前、分離ろ過中、分離ろ過後の少なくともいずれかの段階において、衝撃波による微生物の殺菌が可能となるように、原水水溶液に直接的若しくは間接的に超音波処理を施す超音波発生手段を備えたことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止装置。
【請求項６】
逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、
原水水溶液中に、激しく気泡が生じるキャビテーションを発生させるように、超音波を施す超音波発生手段を備えたことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止装置。
【請求項７】
逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、
前記逆浸透膜に配設され、ろ過水を収集するセンターコアに、超音波を施す超音波発生手段が接続されていることを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止装置。
【請求項８】
前記逆浸透膜と前記超音波発生手段との間に、金属製のメッシュが配設されていることを特徴とする請求項４記載の逆浸透膜の目詰まり防止装置。
【請求項９】
前記逆浸透膜はスペーサを介して同心筒状に配設され、
前記スペーサには、金属製のメッシュが織り込まれていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の逆浸透膜の目詰まり防止装置。
【請求項１０】
前記逆浸透膜はスペーサを介して同心筒状に配設され、
前記スペーサ自体が金属製であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の逆浸透膜の目詰まり防止装置。
【請求項１１】
逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、
前記逆浸透膜による分離ろ過処理前の原水流に対して、超音波の微弱振動を加えることを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止方法。
【請求項１２】
逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、
前記逆浸透膜による分離ろ過を行っている処理工程の間、水処理機器に供給される原水に対し超音波処理を施すことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止方法。
【請求項１３】
逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、
前記逆浸透膜による分離ろ過を行った後の原水に対して、超音波処理を施すことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止方法。
【請求項１４】
逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、
前記逆浸透膜による水溶液の分離ろ過工程における分離ろ過前、分離ろ過中、分離ろ過後の少なくともいずれかの段階において、前記逆浸透膜自体に、直接的若しくは間接的に超音波処理を施すことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止方法。
【請求項１５】
逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、
前記逆浸透膜による水溶液の分離ろ過工程における分離ろ過前、分離ろ過中、分離ろ過後の少なくともいずれかの段階において、衝撃波による微生物の殺菌が可能となるように、原水水溶液に直接的若しくは間接的に超音波処理を施すことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止方法。
【請求項１６】
逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、
原水水溶液中に、激しく気泡が生じるキャビテーションを発生させるように、超音波を施すことを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止方法。
【請求項１７】
請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の逆浸透膜の目詰まり防止方法において、継続的若しくは間欠的に超音波振動を与えることを特徴とする逆浸透膜の目詰まり防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対処療法的、消極的な方法でなく、超音波を用いることによる積極的な方法によって、逆浸透膜の目詰まりを防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水処理施設においては、原水水質と目的水質・水量等に応じて、各種の水処理機器及び水処理方法が選定・利用されている。その中でも、水中に溶解・イオン化された溶質までを、水溶液から分離・除去できる機器及び方法として、現在、最も技術精度が高いのは、ＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｏｓｍｏｓｉｓ）膜（以下、逆浸透膜と呼ぶ）を利用した逆浸透膜浄水システムである。
【０００３】
かかる逆浸透膜浄水システムの一例を、図１１〜１３を参照して説明する。すなわち、図１１に示すように、逆浸透膜１は、同心筒状に複数配設されている。この逆浸透膜１の軸線上には、図１２に示すように、筒状のセンターコア２が設けられている。センターコア２には、その表面に多数の穴２１が形成されている。逆浸透膜１及びセンターコア２は、図１３に示すように、ベッセル（若しくはハウジング）３と呼ばれる容器に収容されている。ベッセル３の端部若しくは側面には、原水流入接続口３１が設けられている。この原水流入接続口３１から流入した原水は、図１１に示すように、逆浸透膜１を透過してろ過され、センターコア２に形成された穴２１を介してその内部に集められる。センターコア２に流入した透過水及び逆浸透膜１からの濃縮排水は、それぞれ流入側とは反対の端部から排出される。
【０００４】
ところで、水分子は、その外形寸法が約３．９Å（オングストローム）と小さいため、逆浸透膜を通過することによってセンターコアに集められる透過水は、純水に近くなる。その反面、分離・ろ過された物質は濃縮排水として廃棄されるが、当然ながら、膜表面には濃縮され廃棄される多様な物質が滞留・固着化し易い状態にあるので、これが目詰まりの原因となる。つまり、逆浸透膜浄水システムは、あまりに微細な口径のろ過分離膜を利用することから、その性能の中心部分である逆浸透膜自体に、分子量の小さい物質による目詰まりが発生しやすい。このため、逆浸透膜の寿命が短縮されてしまい、経済性を損ねていた。
【０００５】
従来は、このように逆浸透膜自体に各種物質が付着・固着化することは、構造上不可避と考えられており、その後処理を如何に行なうかが技術上の争点であった。例えば、逆浸透膜に生じた目詰解消方法として、逆浸透膜表面に固着化し易い物質を、その物質と状況に応じて、一定濃度の酸性水溶液やアルカリ性水溶液によって溶解・洗浄したり、相当の流速・流量をもった溶媒を流下させることで、固着化しそうな物質を洗い落とすといったことが行われていた（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−１０３２５９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ように、除去対象となる物質を、溶液によって溶解・洗浄したり、溶媒の流下によって洗い落とす方法は、目詰まりを引き起こす物質の滞留・固着化が始まりそうな状況か、若しくは既に滞留・固着化が始まった状況において利用される極めて対処療法的、消極的な方法であった。また、溶液を生成、貯留及び供給するための特別な設備が必要となるため、設備が大型化するとともにコスト高となっていた。
【０００８】
本発明の目的は、上記のような物質の滞留・固着化が生じた後の対処療法的、消極的方法を脱却し、分離ろ過前、分離ろ過中若しくは分離ろ過後において、原水自体、逆浸透膜、ベッセル、センターコア若しくは逆浸透膜間のメッシュ状スペーサ等に対し、継続的に若しくは間欠的に超音波処理を行なうことによって、超音波およびその物理的作用としての高圧・高温・急速冷却・振動等を利用し、逆浸透膜という精緻な水処理の心臓部である逆浸透膜自体の性能を向上させ、寿命を延ばし、経済性を高めるという画期的な逆浸透膜の目詰まり防止装置及びその方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、前記逆浸透膜による分離ろ過処理前の原水流に対して、超音波の微弱振動を加える超音波発生手段を備えたことを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、前記逆浸透膜による分離ろ過処理前の原水流に対して、超音波の微弱振動を加えることを特徴とする。
【００１０】
以上のような請求項１及び１１記載の発明では、膜処理前の原水流に対して、事前に超音波処理を施すので、原水流自体が更に流動化され、その原水流中の溶解物が滞留・固着化しにくい状態となる。従って、逆浸透膜への微細粒子の滞留・固着化を防止することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、前記逆浸透膜による分離ろ過を行っている処理工程の間、水処理機器に供給される原水に対し超音波処理を施す超音波発生手段を備えたことを特徴とする。
請求項１２記載の発明は、逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、前記逆浸透膜による分離ろ過を行っている処理工程の間、水処理機器に供給される原水に対し超音波処理を施すことを特徴とする。
【００１２】
以上のような請求項２及び１２記載の発明では、膜処理中の原水に超音波処理を施すことによって、原水水溶液中の溶解物が滞留・固着化がしにくい状態となる。従って、逆浸透膜への微細粒子の滞留・固着化を防止することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、前記逆浸透膜による分離ろ過を行った後の原水に対して、超音波処理を施す超音波発生手段を備えたことを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、前記逆浸透膜による分離ろ過を行った後の原水に対して、超音波処理を施すことを特徴とする。
【００１４】
以上のような請求項３及び１３記載の発明では、分離ろ過後の原水に対して、一定時間更に超音波処理を施すことによって、滞留する水溶液自体を、溶解物の滞留・固着化がしにくい状態にすることができる。従って、逆浸透膜への微細粒子の滞留・固着化を防止することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、前記逆浸透膜による水溶液の分離ろ過工程における分離ろ過前、分離ろ過中、分離ろ過後の少なくともいずれかの段階において、前記逆浸透膜自体に、直接的若しくは間接的に超音波処理を施す超音波発生手段を備えたことを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項４記載の目詰まり防止装置において、前記逆浸透膜と前記超音波発生手段との間に、金属製のメッシュが配設されていることを特徴とする。
請求項１４記載の発明は、逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、前記逆浸透膜による水溶液の分離ろ過工程における分離ろ過前、分離ろ過中、分離ろ過後の少なくともいずれかの段階において、前記逆浸透膜自体に、直接的若しくは間接的に超音波処理を施すことを特徴とする。
【００１６】
以上のような請求項４、８及び１４記載の発明では、逆浸透膜自体に超音波を加えることによって、原水中の溶解物が滞留・固着化しにくい状態となるので、逆浸透膜への微細粒子の滞留・固着化が防止される。特に、請求項８記載の発明のように、逆浸透膜と超音波発生手段との間に金属製のメッシュを配設すると、逆浸透膜への原水の流入は阻害せずに、超音波発生手段により発生した超音波を逆浸透膜全体へ伝えることができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、前記逆浸透膜による水溶液の分離ろ過工程における分離ろ過前、分離ろ過中、分離ろ過後の少なくともいずれかの段階において、衝撃波による微生物の殺菌が可能となるように、原水水溶液に直接的若しくは間接的に超音波処理を施す超音波発生手段を備えたことを特徴とする。
請求項１５記載の発明は、逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、前記逆浸透膜による水溶液の分離ろ過工程における分離ろ過前、分離ろ過中、分離ろ過後の少なくともいずれかの段階において、衝撃波による微生物の殺菌が可能となるように、原水水溶液に直接的若しくは間接的に超音波処理を施すことを特徴とする。
【００１８】
以上のような請求項５、１５記載の発明では、超音波のもつ衝撃波により、微生物の殻を破壊し死滅させ、増殖を阻止することによって、微生物繁殖に起因する逆浸透膜原水流入側の閉塞状況を解消させ、充分な流水量を確保することに寄与し、結果的に逆浸透膜への滞留・固着化を防止し、膜性能を向上させることができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、原水水溶液中に、激しく気泡が生じるキャビテーションを発生させるように、超音波を施す超音波発生手段を備えたことを特徴とする。
請求項１６記載の発明は、逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止方法において、原水水溶液中に、激しく気泡が生じるキャビテーションを発生させるように、超音波を施すことを特徴とする。
【００２０】
以上のような請求項６、１６記載の発明では、超音波によって、原水水溶液中にキャビテーション（空洞化現象）を生じさせると、局所で短時間に、極高温・高圧・冷却の反応場を形成し、人体に有害な物質等が熱分解される。従って、分解された有害物質は、逆浸透膜に対し滞留・固着化を引き起こしにくい状態となり、膜性能が劣化しにくい。
【００２１】
請求項７記載の発明は、逆浸透膜を備えた水処理機器に設けられ、前記逆浸透膜に対する一定方向の水流により分離ろ過処理を行う際の目詰まりを防止する逆浸透膜の目詰まり防止装置において、前記逆浸透膜に配設され、ろ過水を収集するセンターコアに、超音波を施す超音波発生手段が接続されていることを特徴とする。
【００２２】
以上のような請求項７記載の発明では、センターコアに超音波発生手段が接続されているので、逆浸透膜の長手方向に対して短時間のうちに超音波を伝搬させることができる。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の逆浸透膜の目詰まり防止装置において、前記逆浸透膜はスペーサを介して同心筒状に配設され、前記スペーサには、金属製のメッシュが織り込まれていることを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の逆浸透膜の目詰まり防止装置において、前記逆浸透膜はスペーサを介して同心筒状に配設され、前記スペーサ自体が金属製であることを特徴とする。
【００２４】
以上のような請求項９、１０記載の発明では、逆浸透膜の間に配設された部材が金属製であるため、逆浸透膜全体に超音波が伝搬しやすくなる。
【００２５】
請求項１７記載の発明は、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の逆浸透膜の目詰まり防止方法において、継続的若しくは間欠的に超音波振動を与えることを特徴とする。
【００２６】
以上のような請求項１７記載の発明では、超音波の振動による洗浄効果をもって、逆浸透膜に対する各種物質の滞留・固着化を防ぐに当り、継続的に振動を与えるばかりでなく、間欠的に振動を与えることによって、その効果を減衰させることなく、エネルギーコストを抑制することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
［本発明の概要］
まず、本発明の技術思想の概要について説明する。すなわち、上記の通り、逆浸透膜浄水システムの技術分野においては、目詰まりが生じた逆浸透膜に対して、溶液による溶解・洗浄等を行うという対処療法的、消極的な方法しか行われていなかった。この分野においては、かかる方法が当業者レベルの技術であり、積極的に目詰まりを防止する方法の発明は、当業者にとって非常に困難なものであったといえる。
【００２８】
このような現状の中、発明者は、逆浸透膜浄水システムの当業者にとっては、通常では全く考慮されない技術分野に属する魚群探知機に着目した。すなわち、魚群探知機においては、不定期にしかも間欠的に探知作業としての超音波発信がおこなわれているにもかかわらず、船底外部にある魚群探知機のソナー部分には、貝類・藻類などの固着化はみられない。特に、海洋においては、多種多量の無機ミネラル類が溶解しているにもかかわらず、それらの付着も見られない。このことは、超音波による微弱振動が、有機・無機物質双方に対し、滞留・固着化防止に寄与していることを示すものである。
【００２９】
そこで、発明者は、やはり有機・無機物質が溶解している各種水溶液に対し、逆浸透膜を利用して浄水を行う逆浸透膜浄水システムにおいて、「水」部分は透過させ、混入物・溶解物を分離除去していく際に、その心臓部の逆浸透膜に対し、各種物質が固着化しないように、超音波による微弱振動を加えるという当業者では容易に想到しえない技術思想を発明するに至ったのである。
【００３０】
ここで、超音波による微細物質の固着化防止については、以下のような方法が考えられる。
▲１▼原水そのものに作用させる。
▲２▼原水流入側に設置し、流下する原水を媒介して膜表面に作用させる。
▲３▼センターコアを金属製とし、コアの金属部分に作用させ、内側から膜表面に作用させる。
▲４▼流入側の膜断面全般について、金属製のメッシュを施し、膜断面全般に音波を伝搬させる。
▲５▼逆浸透膜同士の密着防止と、濃縮排水通過のために必要な、メッシュ状のスペーサについて、このメッシュの中に金属製のワイヤを織り込み、音波を伝搬させる。
▲６▼メッシュ自体を金属製とし、音波を伝搬させる。
以下に説明する実施形態は、これらのうちの１つ若しくは２つ以上の組み合せを含むものである。
【００３１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、一般的に超音波とは、２０Ｈｚ以下の低周波数帯および２０ｋＨｚ以上の高周波数帯における、人体の可聴域を超えた音波の領域を指すが、本発明においては、人体の可聴域にある音波領域であっても、本発明と同じ効果が得られる音波については、本発明における超音波と同様とみなす。
【００３２】
［第１の実施形態］
［構成］
まず、逆浸透膜を収容する容器（以下、ベッセルと呼ぶ）の蓋部分に、超音波を発信する振動子を配設した実施形態を、図１〜３を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、図１に示すように、逆浸透膜１、センターコア２、ベッセル３及び振動子４を備えている。逆浸透膜１は、上述の通り、水分子のみを通す半透膜の性質を利用して、原水をろ過する膜であり、公知のあらゆるものを適用できる。センターコア２は、逆浸透膜１によってろ過された純水が、その表面に形成された多数の穴を通過して流入するパイプである。純水は、センターコア２の図示しない端部から排出される。
【００３３】
ベッセル３は、逆浸透膜１及びセンターコア２を収容し、ろ過対象となる原水が内部を流通可能な筒状の部材である。このベッセル３における原水導入側には、原水の入口となる原水流入接続口３１を有する蓋部３２が設けられている。なお、反対端の蓋部については、図示を省略する。そして、超音波を発信する振動子４は、この蓋部３２に取り付けられている。ここで、超音波を利用するにあたり、振動子４が有効に作用するためには、ベッセル３の材質として、音波を吸収し易い樹脂製を採用するよりも、金属製とする方が有効である。一方、振動子４が有効に働くためには、金属の肉厚が薄い方が有効である。しかし、ステンレス等の金属の肉厚を薄くすると、今度は耐圧上の問題として、変形や歪み等の問題が浮上してくる。
【００３４】
また、超音波は直進性にすぐれているので、本来であれば原水の流下方向に対し、平行に作用させるのが望ましい。しかし、逆浸透膜１自体の長さを考慮すると、たとえ水の流下方向といえども音波の伝搬は次第に減衰し、逆浸透膜１の長辺方向全般に有効に作用するとは限らない。
【００３５】
そこで、本実施形態においては、これらの欠点を補完し合い、耐圧、対結露上有効で、振動子４より発信される超音波の性能を有効に利用すべく、振動子４を以下のように配置した。まず、ベッセル３と逆浸透膜１への流入・流出側の蓋部３２は、基本的に樹脂製とする。そして、蓋部３２に取り付けられた振動子４の発信部分に対応する部分（発信対応部分３２ａと呼ぶ）のみが、ステンレス等の金属で作られている。
【００３６】
［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果は、以下の通りである。すなわち、図１〜３に示すように、原水流入接続口３１からベッセル３にとりこまれた原水Ｗは、逆浸透膜１に対して流れていく過程でろ過され、純水はセンターコア２に形成された穴から流入して排水側で排出され、その他は廃水として排出される。このとき、振動子４からの超音波Ｕが、原水Ｗの流下方向に向かって発信されるので、逆浸透膜１の面に平行に、高い効率で伝搬していき、水中において直進性に優れ、洗浄効果の高い超音波の性質によって、逆浸透膜１に対する微細粒子の滞留・固着化が防止される。
【００３７】
また、ベッセル３内にとりこまれた原水Ｗが、逆浸透膜１に流れ行く前に、低周波数帯２８〜４０ｋＨｚ付近のうち、概ね２３．７ｋＨｚにある超音波によって、微生物を死滅させることができる。このため、流速を阻害する菌類の繁殖を抑えることができ、間接的に逆浸透膜１自体への微細粒子の滞留・固着化が防止される。逆浸透膜１の性能を落とし、寿命を短縮させてしまう原因の一つに、原水Ｗの水溶液の流速不足が上げられるが、上述の通り、水流の流速を妨害する菌類を繁殖させないというのは、流速確保にとって極めて重要な事であり、経済的波及効果も大きい。
【００３８】
また、低周波数帯にある超音波によって、水溶液中にあるダイオキシン類・環境ホルモン類・ＰＣＢ等がキャビテーションによって熱分解されるので、それらの微細物質の逆浸透膜への滞留・固着化が防止される。一瞬のうちに、局所で極高温・高圧・冷却の反応場を形成し、有害物質を熱分解するという事は、本来逆浸透膜水処理の目的である有害物質の除去ということと同義であるが、熱分解後にも、その組成となる物質は残っているので、それらを除去する必要がある。また、その組成物質自体の分子構造が小さく、膜表面に滞留・固着化することが考えられるので、振動による洗浄効果を必要としている。本実施形態においては、超音波Ｕによって、このような物質の除去・洗浄効果も発揮でき、更に膜性能の向上に寄与することとなる。
【００３９】
さらに、一定濃度の酸性水溶液やアルカリ性水溶液によって溶解・洗浄したり、相当の流速・流量をもった溶媒を流下させる方法に比べて、溶液を生成、貯留及び供給するための特別な設備が不要となるため、施設全体を小型化できるとともに、コストを大幅に抑えることができる。
【００４０】
［第２の実施形態］
次に、水の流下方向とは直交するが、複数箇所からの振動子による超音波の伝搬を利用した実施形態を、図４及び図５を参照して説明する。すなわち、本実施形態においては、図４に示すように、ベッセル３の外周面の筒状部分がステンレス等の金属製であり、この外周面に、超音波発信用の振動子４が、その超音波が逆浸透膜１に対し直角方向から作用するように取り付けられている。また、ベッセル３は、超音波の伝搬を良好にするべく、肉厚が薄く形成されている。
【００４１】
以上のような本実施形態によれば、図５に示すように、逆浸透膜１の全長Ｌに対して、多数の振動子４が配設されているので、超音波を有効に作用させることができる。また、伝搬距離という概念から考察すると、逆浸透膜１の表面カバーよりセンターコア２までの距離は、逆浸透膜１の直径Ｄの半分であるので、逆浸透膜１の素材による超音波の減衰を考慮しても、全長に亘って超音波を有効に作用させることができ、上記の第１の実施形態と同様に、超音波による膜性能の向上を図ることができる。
【００４２】
より具体的には、例えば、逆浸透膜１の直径Ｄは、現在、世界標準では、４インチ≒約１０ｃｍ、８インチ≒約２０ｃｍであり、表面から中心までの距離はそれぞれの半分である。そして、軸方向の全長Ｌの標準値が４０インチ≒約１００ｃｍと比較した場合、径方向からの超音波供給による方が、伝搬距離ということにおいては、優位性があるといえる。
【００４３】
［第３の実施形態］
上記の第２の実施形態と類似する実施形態であって、さらに改良を施したものを、図６を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、第２の実施形態と同様に、金属製のベッセル３の肉厚を薄くして、音波の伝搬を良好にするべく改良したものであるが、複数の振動子４を配設した各部分を、耐圧補強用の金属リング５によって補強している。
【００４４】
以上のような本実施形態によれば、金属リング５によって、ベッセル３の構造上、高い強度を確保できるとともに、金属リング５に取り付けられる振動子４の方向・角度・位置・数量・深さなどによって、超音波伝搬の減衰を防止し、逆浸透膜１における上述のような性能確保に有効とすることができる。
【００４５】
［第４の実施形態］
本実施形態は、図７に示すように、原水流入接続口３１を、ベッセル３の蓋部３２側ではなく、側面側に設けたものである。一般的に、ベッセル３における原水流入接続口３１の取付位置は、端面側からと側面側からとの２種類ある。しかし、本実施形態においては、ベッセル３の側面側に設けてここから原水を流入させる構造とすることによって、蓋部３２側に、振動子４がより効果的な位置に且つ多数取り付けられることになるので、振動子４を有効に活用して上述の利点をさらに向上させることができる。
【００４６】
［第５の実施形態］
本実施形態は、図８に示すように、振動子４と金属製のセンターコア２の端部とを、センターコア２と同一の金属製の接続継手６によって接続したものである。なお、図８における２１は、センターコア２に形成された透過水流入用の小穴である。
【００４７】
以上のように、金属製のセンターコア２に、振動子４を接続することによって、逆浸透膜１の長手方向に対して、短時間のうちに超音波を伝搬させることができる。しかも、同一金属製の接続継手６を介して接続することによって、超音波の減衰率を少なくすることができる。例えば、音波の伝搬スピードは、空気中では約３４０ｍ／Ｓ、海水中では約１５００ｍ／Ｓ、アルミニウムでは約６，０００ｍ／Ｓである。ＳＵＳ等の金属を採用した場合にも、水中よりも遥かに高速で伝搬する。
【００４８】
［第６の実施形態］
本実施形態は、図９に示すように、逆浸透膜１の切断面全面に配設した金属製のメッシュ７に対して、振動子４を接続したものである。原水の流入を阻害することなく行なうために、金属製メッシュ７の太さ・目の粗さ・厚み・角度等について最良の構造を選択する。このような構造を採用することにより、原水の流入は阻害することなく、切断面側から発信された超音波を、切断面全般に広げることができるので、上述の効果をより一層向上させることができる。
【００４９】
［第７の実施形態］
本実施形態は、逆浸透膜１同士の密着を防ぐ目的で取り付けられているスペーサを活用したものである。すなわち、本実施形態は、図１０に示すように、逆浸透膜１の間に設けられたメッシュ状のスペーサ８の中に、ＳＵＳ等の金属製のワイヤ９が織り込まれている。このような構造を採用することにより、逆浸透膜１自身が音波の吸収体となることが防止され、逆浸透膜１の全面積に対し超音波の伝搬が促進されるので、逆浸透膜１の表面に付着・固着しそうな各物質を根本的に滞留することが防止される。
【００５０】
なお、スペーサ８自体を、ＳＵＳ等の金属によって構成すれば、さらに音波・熱などの伝搬に有利であり、付着物・固着物の滞留防止に有効となる。また、スペーサ８を構成するメッシュに銀などの細菌を死滅させる効力のある物質を利用すれば、例えば、原水の前処理フィルターを通過してしまった細菌類の繁殖を抑え、逆浸透膜１の目詰まりを防止でき、より一層有効である。この場合、水中に溶出する銀成分は、逆浸透膜１によって、ろ過排出されるため、透過水の安全性には問題はない。
【００５１】
［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施の形態には限定されず、その材質、大きさ、形状、数等は適宜変更可能である。例えば、上述の通り、ベッセルは、通常、素材的に分けると２種類に分類される。１つは金属製である。この場合は、耐圧・耐塩などの理由で、ステンレスが使用されることが多い。もう１つは樹脂製である。樹脂製のものは、従来は耐圧に問題があったが、現在では充分水圧に耐え、かつ金属製と比較した場合、外面に結露などを起こさないことから、多用されるようになってきた。本発明におけるベッセルは、いずれであってもよく、その効果を有効に発揮できる。
【００５２】
また、超音波処理は、継続的でなく間欠的に行うことによって、その効果を減衰させることなく、エネルギーコストを抑制することができる。継続的な処理と間欠的な処理とを、適宜組み合せて用いることもできる。さらに、超音波によって生ずる物理的作用としては、当然、振動のみではなく、高圧・高温・急速冷却等が生じる可能性があるが、本発明は、これらの物理的作用が相俟って、上述のような作用効果を奏するものである。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、物質の滞留・固着化が生じた後の対処療法的、消極的方法を脱却し、分離ろ過前、分離ろ過中若しくは分離ろ過後において、原水自体、逆浸透膜、ベッセル、センターコア若しくは逆浸透膜間のメッシュ状スペーサ等に対し、継続的に若しくは間欠的に超音波処理を行なうことによって、超音波およびその物理的作用としての高圧・高温・急速冷却・振動等を利用し、逆浸透膜という精緻な水処理の心臓部である逆浸透膜自体の性能を向上させ、寿命を延ばし、経済性を高めるという画期的な逆浸透膜の目詰まり防止装置及びその方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の実施形態の斜視図である。
【図３】図１の実施形態における逆浸透膜を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。
【図５】図４の実施形態における逆浸透膜を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す斜視図である。
【図７】本発明の第４の実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明の第５の実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】一般的な逆浸透膜を示す断面図である。
【図１２】図１１の逆浸透膜内のセンターコアを示す側面図である。
【図１３】図１１の逆浸透膜を収容したベッセルを示す側面図である。
【符号の説明】
１…逆浸透膜
２…センターコア
３…ベッセル
４…振動子
５…金属リング
６…接続継手
７…メッシュ
８…スペーサ
９…ワイヤ
２１…穴
３１…原水流入接続口
３２…蓋部
３２ａ…発信対応部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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